Контрольні питання

1. Основні принципи опису системи в просторі станів.

2. Імпульсна передаточна функція цифрової системи.

3. Визначення основних матриць стану.

4. Принципи побудови системи методом простору станів.

Література: [2, 191-218; 3, 165-175, 191-192; 4, 57-64]

Лабораторна робота №4

ТЕМА: Дослідження цифрової системи стабілізації швидкості обертання двигуна постійного струму в системі ТП-Д.

МЕТА: Набуття навиків побудови цифрових систем управління електроприводом у тиристорному приводі постійного струму.

Короткі теоретичні відомості

Мікропроцесорні системи управління тиристорними електроприводами звичайно будуються на основі використання принципу підлеглого регулювання. При цьому синтез виконується послідовно за контуром, починаючи з внутрішнього.

Задача синтезу полягає в тому, щоб за заданою передаточною функцією об’єкта управління і її параметрами визначити передаточну функцію регуляторів струму та швидкості , знаючи яку, можна потім розробити алгоритм та програму роботи мікропроцесора за відповідним контуром. Схема реалізуюча вище описані функціональні можливості, подана на рис. 4.1.

Рисунок 4.1 – Структурна схема цифрової системи управління

Залежно від потрібних динамічних властивостей замкнутої системи визначаються параметри і структура регулятора. Для електромеханічних систем автоматизованого управління прийняті стандартні настройки, які характеризуються визначеними динамічними властивостями.

Настройка на симетричний оптимум забезпечує максимальне перерегулювання, досягає 43%, час першого спряження 3.1Т_μ . При цьому передаточна функція розімкнутої САУ:

W(p)=(4T_ p+1) / (8T_² p²(T_ p+1)).

Передаточна функція замкнутої системи:

W_з (p)=(4T_ p+1) / ((2T_ p+1)(4T_² p²+2T_ p+1)).

Настройка на модульний оптимум забезпечує максимальне перерегулювання 4.3%, при цьому час першого спряження становить 4.7 T_. Передаточна функція розімкнутої системи автоматичного регулювання налагоджена на модульний оптимум:

W(p)=1 / (2T_ p(T_ p+1)).

Замкнутої системи:

W_з (p)=(1/К_оз ) / (2T_² p²+2T_ p+1).

Хід роботи

1. Виконати моделювання електричної машини постійного струму, базуючись на методі простору стану та представляючи, що вхідними величинами є напруга якірної ланки та момент статичного опору на валі, змінними стану є швидкість обертання та струм якоря, вихідними величинами є струм якоря, швидкість обертання та момент електричної машини. Параметри машини наведені в таблиці 4.1.

Таблиця 4.1 – Варіанти параметрів досліджуваної машини

Тип	Р, кВт	n, об/хв	U, В	I, A	J, кг м^2	R, Oм
П11	0,7	3000	220	4,3	0,048	4,62
П61	19	3000	220	98,6	2,4	0,054
П52	8	1500	220	43	1,6	0,253
П112	125	1000	220	532	23	0,01

2. Синтезувати цифрові регулятори струму і швидкості, базуючись на методі дискретного простору стану, при цьому представляючи, що розрядність мікропроцесорної системи 8, максимальна вхідна аналогова напруга 10В.

Рекомендації:

– розрахувати коефіцієнти датчиків струму і швидкості, виходячи з максимальної вхідної величини та розрядність мікропроцесорної системи;

– визначити структуру та параметри регуляторів струму і швидкості в оперативній формі;

– виконати Z – перетворення отриманих передаточних функцій регуляторів;

– вивести різнісні рівняння, які будуть визначати алгоритм роботи мікропроцесорної системи;

– розрахувати матриці входу, виходу та динамічну матрицю мікропроцесорної системи.

Примітка: оптимальна структура замкнутої системи автоматичного регулювання визначається самостійно, виходячи зі стандартних настройок.

3. Виконати моделювання замкнутої системи автоматичного регулювання задаючи на вхід системи сигнал у вигляді одиничної ступінчатої дії, виконати імітацію збільшення , зменшення навантаження та гальмування системи.

ЗМІСТ ЗВІТУ

1.Назва та мета роботи.

2.Розрахунок параметрів регуляторів струму та швидкості в операторній формі.

3.Розрахунки матриці входу, виходу та динамічної матриці для цифрової системи регулювання.

4.Графіки функціонування системи в різних режимах.

5. Відповіді на контрольні питання.

5.Висновки щодо роботи.